موتور GEnx بهعنوان یکی از محصولات محبوب بخش هوافضای جنرال الکتریک شناخته میشود که در سرعت فروش و جذب بازار نیز رکوردار است. در حال حاضر، بیش از سه هزار دستگاه از آن در ناوگان هوایی فعال است. این موتورها برای بوئینگ تحولآفرین بودهاند و در هواپیماهای بوئینگ ۷۸۷ دریملاینر و ۷۴۷-۸ این شرکت بهکار گرفته شدهاند.
بنابر اعلام جنرال الکتریک، موتور GEnx با فناوری پیشرفتهای ساخته شده که موجب کاهش ۱.۴ درصد انتشار کربن در هر سال و افزایش ۳ درصد در میزان بهرهبرداری عملیاتی سالانه میشود. این موضوع به آن معنا است که هواپیما نسبت به موتورهای نسل قدیمی، میتواند بهطور میانگین هفت روز بیشتر در سال در دسترس باشد.
طراحیشده برای عملکرد بهتر
این موتورها بهعنوان اولین موتور تجاری جهان طراحی شدند که دارای بدنه و پرههای فن ساختهشده از کامپوزیت فیبر کربن هستند. فن موتور GEnx نسبت به طراحیهای قبلی سبکتر و مقاوم در برابر خوردگی است، به این معنا که نیاز به نگهداری کمتر در خط پرواز برای ایرلاینها دارد. علاوه بر آن، قابلیتاطمینان افزایش و نویز کاهش یافتهاست. این طراحی منحصر به فرد از موتور GE90 الهام گرفته شده که نخستین بار در سال ۱۹۹۵ معرفی شد.
در آن زمان، پرههای فن کامپوزیتی محبوب بودند و این موضوع منجر به بازطراحی با پرههای فن کامپوزیت فیبر کربن و کاهش تعداد پرهها (۱۸ به جای ۲۲) شد. پوسته فن کامپوزیتی نیز باعث کاهش وزن بیشتر میشود. این موتورها شامل اولین قطعات چاپ سهبعدی بکاررفته در موتور هوایی تجاری نیز هستند.
محفظهی احتراق نوآورانه دوحلقهای با جریان پیشچرخشی و کممصرف باعث میشود که دیاکسید نیتروژن بهشدت کاهش یافته و زیر حد مجاز کنونی قرار گیرد. بهعنوان یکی از محبوبترین موتورها برای هواپیمای ۷۸۷، موتور GEnx-1 با طراحی نوآورانه خود، بهرهوری سوخت بالاتر، کاهش آلایندگی و هزینههای عملیاتی کمتر را ارائه میدهد. همچنین موتور GEnx-1B برای عملیات با دو موتور، موفق به دریافت مجوز ایتاپس به مدت ۳۳۰ دقیقه از اداره هوانوردی فدرال آمریکا FAA شد که برای آن باید تست دوام زمینی ۳۰۰۰ سیکلی را با موفقیت پشت سر میگذاشت.
بهرهوری فوقالعاده
با استفاده از توربین کمفشار، این موتور نسبت به نسل قبلی خود عملکرد سبکتر و کارآمدتری ارائه میدهد. پرههای نسل بعدی با فناوری چاپ سهبعدی و ساختهشده از تیتانیوم آلومینید، وزن موتور را تا ۱۳۶ کیلوگرم کاهش میدهند که به بهبود بهرهوری سوخت، بهویژه در مسیرهای طولانی کمک میکند. موتور GEnx در دو نمونه مختلف عرضه میشود.
موتور GEnx-1B روی تمام مدلهای هواپیمای بوئینگ ۷۸۷ دریملاینر (۷۸۷-۸، ۷۸۷-۹ و ۷۸۷-۱۰) نصب شده، در حالی که موتور GEnx-2B در بوئینگ ۷۴۷-۸ و ۷۴۷-8اف بهکار میرود. نخستین پرواز ۷۸۷ در ۱۵ دسامبر ۲۰۰۹ انجام شد و تولید آن همچنان ادامه دارد. اما تولید ۷۴۷-۸ در سال ۲۰۲۳ به پایان رسید. آخرین ۷۴۷-۸ به شرکت اطلس ایر مستقر در آمریکا تحویل داده شد. این شرکت یکی از ارائهدهندگان پیشرو خدمات عملیاتی هواپیما و اجاره آن بهصورت بینالمللی است.
جنرال الکتریک، تولیدکننده پیشرو در جهان در زمینه موتورهای جت، دارای شبکهای جهانی برای خدمات و پشتیبانی این موتورها است. تجهیزات این شرکت همچنین شامل ماشینهای مبتنی بر نرمافزار است که میتوانند با مشتریان خود در بخشهای تجاری، نظامی، کسبوکار و هوانوردی عمومی ارتباط برقرار کرده، پاسخ دهند و نیازهای نگهداری و راهحلها را پیشبینی کنند.
پرواز آزمایشی موفق کانتاس از نیویورک تا سیدنی
شرکت هواپیمایی کانتاس در اکتبر ۲۰۱۹ با استفاده از موتور GEnx، یک فروند بوئینگ 787-9 خود را برای پروازی بدون توقف از نیویورک به سیدنی هدایت کرد و بدین ترتیب تواناییهای این موتور را بهچالش کشید. در این پرواز تاریخی ۴۹ مسافر حضور داشتند، مسیر 16400 کیلومتری را طی کردند و از بیش از ۱۵ منطقه زمانی مختلف عبور کردند.
این پرواز تحقیقاتی که در آن مدیرعامل وقت کانتاس هم حضور داشت، با هدف بررسی تواناییهای هواپیما و چالشهای مرتبط با آغاز خدمات تجاری برنامهریزیشده مستقیم بین این دو شهر انجام شد. این پروژه با نام پروژه سانرایز نیز شناخته میشود. توانایی انجام پروازهای بدون توقف از سیدنی به نیویورک و لندن، جاهطلبی جسورانهای برای این ایرلاین بوده که به دنبال گسترش مرزهای هوانوردی روزآمد است.
بنابر اعلام بخش هوایی جنرال الکتریک، هدف این پرواز تنها درک بهتر فشارهای وارد بر هواپیما نبود، بلکه جمعآوری دادههایی درباره سلامت و رفاه خدمه و مسافران نیز مدنظر بود. موتور GEnx-1B نصبشده بر بوئینگ ۷۸۷-۹ کانتاس به ایرلاینها امکان میدهد هر مسیری را که بخواهند پرواز کنند.
در نهایت، کانتاس تصمیم گرفت از ایرباس A350-1000 بهعنوان هسته اصلی پروژه سانرایز خود استفاده کند. دلیل این بود که ظرفیت بار ایرباس میتوانست از محدودیتهای بوئینگ ۷۸۷-۹ فراتر رود. سازنده اروپایی همچنین در حال نصب مخازن سوخت اضافی و بهبود الزامات حداکثر وزن برخاست است تا هواپیما بتواند الزامات ویژهای را که توسط این ایرلاین تعیین شده، برآورده کند.
انتخاب بین GEnx و رولزرویس
مشتریان هواپیمای ۷۸۷ هنگام انتخاب موتور، دو گزینه شامل موتور GEnx جنرال الکتریک و یا ترنت1000 رولزرویس دارند. طبق دادههای منتشرشده، حدود ۵۳ درصد از کل سفارشهای هواپیمای دریملاینر نشان میدهد که مشتریان خطوط هوایی موتور GEnx-1B را انتخاب کردهاند. این رقم بالاتر از ۳۳ درصد انتخابکننده موتور ترنت1000 است. محبوبیت اثباتشده GEnx ناشی از کاهش تا ۳۰ درصد قطعات و افزایش طول عمر تا ۲۰ درصد با نگهداری منظم و مداوم است.
برای دریملاینر، موتور GEnx-1B در سه مدل مختلف ارائه میشود و بین ۶۹۸۰۰ تا ۷۶۱۰۰ پاوند نیروی پیشران تولید میکند. مدلهایی با قطر فن ۲۸۲ سانتیمتر، طول پایه موتور برابر با ۴۶۹ سانتیمتر دارند. این موتورها با قابلیت نسبت گذردهی بالا طراحی شدهاند. به این معنا که بیشتر هوایی که به داخل موتور کشیده میشود، برای احتراق بهکار نمیرود، بلکه از هسته موتور عبور داده میشود. نسبت گذردهی موتور GEnx برابر 9 است که یکی از بالاترین مقادیر در صنعت محسوب میشود.
برای مقایسه، ترنت1000 که توسط رولزرویس توسعه یافته، به دلیل نسبت فشار پایینتر نیاز به خنککاری اضافی دارد. علاوه بر این، موتور GEnx دارای کمپرسور پرفشار ده مرحلهای است که نسبت فشار ۲۳ تولید میکند. این باعث برتری آن نسبت به مدل ترنت1000 میشود که کمپرسور پرفشار هشت مرحلهای و نسبت فشار ۱۹ دارد. در حالی که ترنت1000 دارای نسبت گذردهی ۱۰ است، موتور GEnx سبکتر است که منجر به بهبود بهرهوری سوخت و نیاز کمتر به خنککاری میشود.
کاربران محبوب موتور ترنت1000 شامل شرکتهای بریتیش ایرویز، لاتام، آل نیپون ایرلاینز و ویرجین آتلانتیک هستند. علاوه بر این، ایر نیوزیلند در تعدادی از سفارشهای بوئینگ ۷۸۷ خود، از موتور GEnx به ترنت1000 تغییر رویه دادهاست.
25 درصد بهبود در بهرهوری سوخت
با جایگزینی موتورهای هواپیمای قدیمیتر، مانند موتورهای بوئینگ ۷۶۷ یا نمونههای اولیه ۷۷۷، موتور GEnx بهرهوری سوختی ۲۵ درصد بهتر نسبت به نمونههای قبلی خود ارائه میدهد. فناوری بهبودیافته احتراق این موتور باعث شده که دریملاینر مصرف سوخت بهتری داشته باشد و در نتیجه هزینههای عملیاتی کاهش یابد. این موتور با تعداد کمتری قطعه طراحی شده، به این معنا که فاصلههای طولانیتری بین تعمیرات اساسی موتور وجود دارد.
در همین حال، فناوریهای نوآورانهای مانند واش فوم ۳۶۰ به عملکرد بهینه کمپرسور کمک میکنند. این بهبودها باعث شدهاند که موتور GEnx-1B، به پرفروشترین موتور تاریخ برای بوئینگ ۷۸۷ دریملاینر تبدیل شود. با طراحی موتوری بدون هوای زیرکششده، هواپیمای بوئینگ 787 دریملاینر از نظر فشار کابین، سامانههای هیدرولیک و تجهیزات ضدیخزدگی عملکرد بهتری دارد، چرا که این سامانهها به جای هوای زیرکششده، با انرژی برق کار میکنند.
این تغییر باعث شد که هم جنرال الکتریک و هم رولزرویس موتورهایی را توسعه دهند که بتوانند توان مصرفی بیشتری را بدون تاثیر بر بهرهوری یا قابلیتاطمینان مدیریت کنند. استفاده از شورونهای دندانهدار بیشتر در ناسل و همچنین کاهش سرعت چرخش فن در موتور GEnx-1B موجب شده که بوئینگ ۷۸۷ بهعنوان یکی از بیصداترین هواپیماهای دوربرد شناخته شود. بهطوری که در مقایسه با هواپیماهای نسل قدیمی، کاهش نویزی برابر با ۳۰ درصد را به دست آوردهاست.
طراحی تکاملی موتور GEnx-1B بر اساس موتور CF6 توسعه یافته که در هواپیماهای بوئینگ ۷۴۷ و ۷۶۷ بهکار رفته بود. بخشی از توسعه منحصربهفرد این موتور تحت تاثیر افزایش قیمت سوخت و سختترشدن مقررات زیستمحیطی شکل گرفتهاست. بهبودهای چشمگیری که موتور GEnx-1B نسبت به CF6 ارائه میدهد، شامل بهرهوری سوخت بهتر، کاهش آلایندگی، استفاده بیشتر از کامپوزیتهای سبکوزن، کاهش نویز و فناوریهای خنککاری پیشرفته است. این ویژگیها در نهایت به افزایش طول عمر و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری منجر میشوند.
تولید موتور GEnx
موتور GEnx-1B در شش کشور جهان و ۱۲ ایالت مختلف آمریکا در ۲۱ مرکز تولیدی ساخته میشود. بنابر اعلام بخش هوافضای جنرال الکتریک، بیش از ۱.۱ میلیون قطعه این موتور را تشکیل میدهند. به دلیل محبوبیت بالای این موتور، این یکی از سریعترین موتور با نیروی پیشران بالا است که تاکنون توسط جنرال الکتریک تولید شدهاست.
در بتسویل میسیسیپی یک کارخانه جنرال الکتریک وجود دارد که پوسته کامپوزیت فن را تولید میکند و در کنار آن، بخش موتورهای سافران در سنمارکوس تگزاس، پرههای کامپوزیت فن نسل سوم را آمادهسازی میکند.
یک مرکز تولیدی در نیوهمشایر، قطعات مربوط به کمپرسور پرفشار مانند بلیسکها یا دیسکهای پرهدار را میسازد که با استفاده از سه بلیسک یکپارچه، فشردهسازی بیشتری را با تعداد ردیفهای کمتر پرهها فراهم میکنند. این بلیسکها مانع از نشت هوا میشوند و در نتیجه مصرف سوخت، نویز و نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری را به همراه دارند. سایر قطعات مختلف نیز در نقاط مختلف آمریکا تولید میشوند. برای مثال، ایندیانا مسئول ساخت قطعات گوناگون محفظه احتراق دوحلقهای پیشچرخشی است.
در دورهام کارولینای شمالی، بسیاری از این قطعات بهطور کامل مونتاژ میشوند. تیم مستقر در دورهام وظیفه دارد کمپرسور، محفظه احتراق، توربینهای پرفشار و کمفشار را مونتاژ کند. سپس قطعات روی کامیونها بارگیری شده و به پیبلز اوهایو ارسال میشوند. یک مرکز به وسعت 2832 هکتار که در آن، مونتاژ نهایی پرهها و پوسته فن انجام میگیرد. پس از اتمام این مرحله، موتور GEnx تحت آزمایشهای تولیدی قرار میگیرد و سپس برای نصب روی هواپیماهای 787 و 747-8 بوئینگ به این شرکت ارسال میشود.
منبع:
